Mechanizm z Antykithiry – tajemnica „komputera” starożytnych Greków

Grecja klasyczna rzadko postrzegana jest jako kolebka wspaniałych wynalazków i niesłychanego jak na ówczesne czasy postępu technologicznego, choć informacje na ten temat znane były badaczom ze źródeł pisanych. Dopiero słynny mechanizm z Antykithiry, wydobyty z wraku na początku XX w. przyniósł potwierdzenie tych rewelacji.

Przełom XIX i XX wieku. Do Ministerstwa Kultury młodego wówczas państwa greckiego, dociera informacja o znalezisku pełnym „skarbów”, mówiącym o doniosłej przeszłości tego państwa. U wybrzeży wyspy Antykithyry odkryto spoczywające na dnie rzeźby, a dokonała tego grupa poławiaczy gąbek z wyspy Symi. Ministerstwo Grecji podejmuje się zorganizowania akcji wydobycia ładunku, w którą zostają włączeni także odkrywcy pod przywództwem kapitana Dimitriosa Kontosa. Nadzór archeologiczny powierzony zostaje młodemu archeologowi A. Ikonomu. Przedsięwzięcie wiąże się ze sporym ryzykiem, informacja o wraku pochodzi od ludzi nie znających się na zabytkach i nikt nie wie, co tak na prawdę znajduje się na dnie — wrak, czy może to tylko pojedyncze znaleziska.

Pomijając poszukiwania w rejonie Zatoki Salamińskiej była to pierwsza podwodna archeologiczna eksploracja na Morzu Egejskim. Eksploracja, ponieważ ciężko tutaj mówić o wyko­paliskach. Celem akcji było wydobycie zatopionych przed­miotów, a ewentualne badania i pomiary wykonywane były na powierzchni. Nurkowania odbywały się w ciężkich i ogranicza­jących ruch tzw. skafandrach klasycznych, uniemożliwiających wykonywanie bardziej skomplikowanych czynności pod wodą. Spowodowało to, iż sami nurkowie podczas swojej pracy do­konali pewnych nieodwracalnych zniszczeń, przedzierając się i odrzucając ich zdaniem nieistotne przedmioty, tracąc bezcenny kontekst znaleziska.

Głównym przedmiotem zainteresowania poszukujących były brązowe i marmurowe posągi oraz ich fragmenty, które wydawało się, że stanowiły główną część ładunku statku. Ich stan można było określić jako względnie dobry. Przedmioty zagrzebane na dnie chronione były przed różnymi czynnikami destrukcyjnymi, które odcisnęły widoczne piętno na elemen­tach wystających z dna — wystające fragmenty marmurowych posągów były nadżarte i poczerniałe, co było efektem działania słonej wody i różnych stworzeń morskich. Jak to bywa zwykle w Morzu Śródziemnym, odsłonięte drewniane elementy statku nie zachowały się. Znaleziono jedynie drobne fragmenty przykryte przez sedyment. Wśród wydobytych przedmiotów znajdowały się także naczynia cera­miczne i szklane, fragmenty dachówek, srebrny dzban do wina, złoty kolczyk oraz pojedyncze fragmenty drewna i metali. Te ostatnie po wydobyciu, uznane zostały przez badaczy za bryłę z brązu, będącą fragmentem któregoś z posągów.

Następnie umieszczone w skrzyni z innymi przedmiotami z wraku, odesłane zostały do magazynu Narodowego Muzeum Archeologicznego w Atenach. Jednym z donioślejszych odkryć była naturalnych rozmiarów (1,96 m) brązowa rzeźba młodego mężczyzny, na­zwana później „Młodzieńcem z Antykythery”. Wydatowana została na lata 330-340 p.n.e. Do dzisiaj jest ona wystawiana w ateńskim muzeum.

Niezwykłe odkrycie w muzeum

Dopiero po kilku miesiącach dostrzeżono, iż część bryłek brązu to coś innego niż fragmenty rzeźb. Elementy nowego zna­leziska nie wyglądały najlepiej. Wydzielono 4 fragmenty z brązu (oznaczone kolejno literami A, B, C i D) oraz kawałki drewna, które być może stanowiły kiedyś obudowę urządzenia.

Największym kawałkiem było duże spatynowane koło z kwadratowym otworem w środku i wyszczerbionymi ząb­kami na krawędziach. Na jednym z mniejszych fragmentów przymocowane było coś na wzór płaskiej tabliczki. Dopatrzono się także zatartych liter.

Odkrycie było wielkim zaskoczeniem dla badaczy. Zawierało ono ślady zaawansowanej technologii, zdaniem wielu ówcze­snych zbyt zaawansowanej, aby można było je łączyć bezpo­średnio z okresem klasycznym. Tak więc niektórzy twierdzili, iż przedmiot mógł zostać wyrzucony z pokładu innej jednostki w późniejszym czasie, a przypadek sprawił, że spoczął na dnie wraz z rzeźbami.

Ówczesny dyrektor Muzeum Archeologicznego w Atenach Valerios Stais zlecił zbadanie przedmiotu Johnowi Svoronosowi i Adolphowi Wilhelmowi. Pierwszy z nich podjął współpracę z Periclesem Rediadisem i wspólnie wydatowali fragmenty na pierwszą połowę III w. n.e.; badacz odczytał także 220 znaków greckich.

Co więcej, odczytali oni słowo majrognomonion, które jest określeniem technicznym, odnoszącym się do progresywnej skali zodiaku. Tym samym uznali, iż mogło to być urządzenie nawigacyjne, używane przez załogę statku, swego rodzaju przodek astrolabium.

Datowanie Wilhelma nieco się różniło, podał on okres po­między II w. p.n.e. a II w. n.e. Badania te jednak nie przyniosły pewnych informacji. Sprawę komplikował fakt, że pierwsze wzmianki o urządzeniach typu astrolabium pochodzą z VI w. n.e. Inne źródła przypisują wynalezienie podobnego urządzenia Ptolemeuszowi w II w. n.e. lub Hipparchowi z Rodos w II w. p.n.e., co już bardziej było bliskie wynikom przeprowadzonych badań.

Kolejną osobą, która podjęła się zbadania tajemniczych fragmentów, był Albert Rehm. Swoją pracę rozpoczął w 1907 r. Był on przeciwnikiem utożsamiania znaleziska z pozostało­ściami astrolabium. Dzięki temu, że grudki oczyszczono, udało mu się odczytać m. in. słowo Pachon — grecką nazwę miesiąca ze starożytnego egipskiego kalendarza. Na tej podstawie wy­sunął przypuszczenie, iż mogą to być pozostałości antycznego planetarium.

Dopiero po kilku miesiącach dostrzeżono, iż część bryłek brązu to coś innego niż fragmenty rzeźb. Elementy nowego zna­leziska nie wyglądały najlepiej. Wydzielono 4 fragmenty z brązu (oznaczone kolejno literami A, B, C i D) oraz kawałki drewna, które być może stanowiły kiedyś obudowę urządzenia.

Największym kawałkiem było duże spatynowane koło z kwadratowym otworem w środku i wyszczerbionymi ząb­kami na krawędziach. Na jednym z mniejszych fragmentów przymocowane było coś na wzór płaskiej tabliczki. Dopatrzono się także zatartych liter.

Odkrycie było wielkim zaskoczeniem dla badaczy. Zawierało ono ślady zaawansowanej technologii, zdaniem wielu ówcze­snych zbyt zaawansowanej, aby można było je łączyć bezpo­średnio z okresem klasycznym. Tak więc niektórzy twierdzili, iż przedmiot mógł zostać wyrzucony z pokładu innej jednostki w późniejszym czasie, a przypadek sprawił, że spoczął na dnie wraz z rzeźbami.

Ówczesny dyrektor Muzeum Archeologicznego w Atenach Valerios Stais zlecił zbadanie przedmiotu Johnowi Svoronosowi i Adolphowi Wilhelmowi. Pierwszy z nich podjął współpracę z Periclesem Rediadisem i wspólnie wydatowali fragmenty na pierwszą połowę III w. n.e.; badacz odczytał także 220 znaków greckich.

Co więcej, odczytali oni słowo majrognomonion, które jest określeniem technicznym, odnoszącym się do progresywnej skali zodiaku. Tym samym uznali, iż mogło to być urządzenie nawigacyjne, używane przez załogę statku, swego rodzaju przodek astrolabium.

Datowanie Wilhelma nieco się różniło, podał on okres po­między II w. p.n.e. a II w. n.e. Badania te jednak nie przyniosły pewnych informacji. Sprawę komplikował fakt, że pierwsze wzmianki o urządzeniach typu astrolabium pochodzą z VI w. n.e. Inne źródła przypisują wynalezienie podobnego urządzenia Ptolemeuszowi w II w. n.e. lub Hipparchowi z Rodos w II w. p.n.e., co już bardziej było bliskie wynikom przeprowadzonych badań.

Kolejną osobą, która podjęła się zbadania tajemniczych fragmentów, był Albert Rehm. Swoją pracę rozpoczął w 1907 r. Był on przeciwnikiem utożsamiania znaleziska z pozostało­ściami astrolabium. Dzięki temu, że grudki oczyszczono, udało mu się odczytać m. in. słowo Pachon — grecką nazwę miesiąca ze starożytnego egipskiego kalendarza. Na tej podstawie wy­sunął przypuszczenie, iż mogą to być pozostałości antycznego planetarium.

Koła zębate wprawione w ruch

Prace wspomnianych wcześniej badaczy zainteresowały w la­tach 50. Dereka de Solle Price, fizyka i matematyka zajmującego się historią nauki, twórcę naukometrii. W polu jego zaintere­sowań znajdowały się m. in. zegary astronomiczne, astrolabia oraz equatoria (instrument do obliczeń astronomicznych) i ich rozwój. Tym samym mechanizm z Antykithyry przyciągnął jego uwagę — swoje prace rozpoczął w 1953 r. od studiowania istniejących już opracowań i dokumentów.

Efektem tego była seria artykułów w magazynie Discovery, która ukazała się w 1957 r. Rok później de Solla Price zdecydo­wał się przeprowadzić bezpośrednie badania na zachowanych elementach. Dzięki temu, że ponownie poddano je oczyszczeniu, już nowszymi metodami, można było pozyskać więcej infor­macji. Wraz z epigrafikiem Georgem Stamiresem i z użyciem mikroskopu, odczytał ok. 800 znaków, które wydatowali na I w. p.n.e.

De Solla Price stwierdził, iż urządzenie było płaskie oraz przechowywane w drewnianej skrzyneczce. Dopatrzył się śla­dów drzwiczek na zawiasach i inskrypcji wyrytych w brązie. Według jego szacunków, na frontowej tarczy znajdowała się skala podzielona na 12 sekcji po 30 działek. W górnej części tarczy odczytano słowo Chelai (szczypce) — konstelacja zodiakalnej Wagi w starożytnej Grecji. Na lewo od tego słowa, odkryto litery no, którym przypisano, że są fragmentem słowa Parthenos, czyli zodiakalnej Panny — co więcej znajdowały się tam znaki i słowa odnoszące się do opisu zjawisk pogodowych.

Dalsza interpretacja mówiła o dwóch tarczach w tylnej części mechanizmu z pięcioma koncentrycznymi kołami w górnej i czterema w dolnej, wszystkimi podzielonymi na segmenty liczące około 6 stopni. Miały one służyć ukazywaniu cyklicz­nych zmian położenia księżyca i słońca. Odczytano także fragmenty inskrypcji, które zinterpretowano jako instrukcje obsługi mechanizmu.

W 1972 r. de Solla Price’owi udało się wciągnąć we współpracę Charalamposa Karakalosa z działu radiografii i laboratorium badań nuklearnych w Atenach, której owocem było wykonanie zdjęć rentgenowskich wszystkich bryłek. Miało to posłuży rozpoznaniu rozmieszczenia kół zębatych, temu jak się mogły zazębiać i ile miały ząbków. Badanie to mogło być pomocne do określenia tego, jak urządzenie działało.

Do czego służy mechanizm z Antykithiry?

Jednak ówczesny stan technologii nie pozwalał na wykonanie obrazów ukazujących wszystkie szczegóły. Problem stanowiły zwłaszcza niektóre kółka wewnątrz gródek, które wzajemnie się zasłaniały. Mimo to, na podstawie uzyskanych danych, de Solli Price’owi udało się stworzyć model urządzenia, będący jego inter­pretacją, który obliczał widziane z ziemi ruchy słońca i księżyca, a tym samym pozwalał śledzić wpływ dni i miesięcy roku. Służyło to do przewidywania pozycji ciał niebieskich z użyciem parapegmy (starożytny kalendarz meteorologiczny). Jego zdaniem duża wska­zówka, miała pokazywać pozycję słońca, a mała księżyca.

Założenie to było problematyczne, ponieważ jego podstawę stanowił wymóg synchronizacji. Co za tym idzie, musiało ono zawierać w sobie tzw. cykl Metona (tak określa się okres 19 lat, kiedy to księżyc ustawia się w takiej samej pozycji względem słońca i ziemi).

Co było pierwszym komputerem w czasach starożytnych?

Swego rodzaju rewelacją było twierdzenie, że urządzenie posiadało mechanizm różnicowy, który mógł dodawać i odej­mować prędkość obrotów odpowiednio do liczby ząbków. Niewątpliwie, było to sensacyjne twierdzenie, ponieważ pierw­szy udokumentowany mechanizm tego typu znany w Europie powstał dopiero w XVIII w. Nie sposób w tym krótkim artykule omówić całej proble­matyki działania mechanizmu jaką przedstawił Derek de Solla Price w swoich studiach. Zainteresowanych odsyłam do jego dzieła, w którym dokładnie opisuje swoje założenia – Gears from the Greeks. The Antikythera Mechanism: A Calendar Computer from ca. 80 BC.

Praca ta zwróciła uwagę Michaela Wrighta, młodego kusto­sza w Muzeum Nauki w Londynie. Dopatrzył się w niej wielu nieścisłości i błędów, co zaowocowało podjęciem własnych studiów nad tajemniczym mechanizmem. Wraz z Alanem G. Bromleyem z Uniwersytetu w Sydney, na początku lat 90. pojechał do Aten badać fragmenty mechanizmu. Wykonali oni fotografie elementu, wykorzystali także tomografię liniową. Poza przewagą technologiczną nad poprzednikami dysponowali oni także nowym elementem (E), który „odkryto” w magazynach w 1976 r., a o którym ich poprzednicy nie mieli pojęcia. Wy­konywanie pomiarów i dokumentacji zakończyli w 1994 r., a na skutek kłótni między nimi dalsze prace musiały poczekać kilka lat.

W 2000 r. Wright już samotnie wrócił do pracy – Bromley był śmiertelnie chory i niedługo po tym zmarł. Wright wysunął twierdzenie, że urządzenie miało więcej kół zębatych w przedniej części, których zadaniem było odtwarzanie ruchu planet. Musiało ono posiadać przekładnię epicykliczną (tzw. planetarną), a nie mechanizm różnicowy, co potwierdzać miało koło z czterema szprychami, z którego wychodziła kwadratowa rurka, na której osadzono prawdopodobnie koło z kwadratowym otworem.

Według Wrighta, mechanizm zawierał przedstawienie ruchu wszystkich planet znanych starożytnym – Merkurego, Wenus, Marsa, Jowisza i Saturna. Jednak przedstawienie ruchu dwóch pierwszych względem Ziemi wymagało zastosowania innego modelu niż pozostałe, co komplikowało tylko sprawę i w razie potwierdzenia, świadczyło o bardzo wysokim poziomie zaawan­sowania technologicznego starożytnych Greków. Co więcej, działanie mechanizmu zawierało w sobie nie tylko cykl Metona, ale także bardziej precyzyjny okres Kallipposa (składający się z 4 cykli Metona, czyli 76 lat). Niektóre elementy stanowiły dla Wrighta problem trudny do wyjaśnienia – np. 223 zęby na epicyklicznym obrotowym talerzu. Badacz postano­wił również zbudować rekonstrukcję opracowanej przez siebie wersji mechanizmu. Jednak to nie on miał powiedzieć ostateczne słowo w tej kwestii. Niezależnie od jego prac w Atenach ruszyły nowe badania.

Grecy wielkimi odkrywcami

Na początku III tysiąclecia w Atenach ruszyły nowe prace nad fragmentami mechanizmu. Ich inicjatorem był Tony Freeth – matematyk-filmowiec oraz Mike Edmunds – astrofizyk z Uniwersytetu Cardiff. W odróżnieniu od poprzedników – dzięki współpracy z założycielem firmy X-Tek i członkiem laboratorium Hewlett-Packard – mieli oni dostęp do bardzo zaawansowanej technologii. Tomograf X-Teka, nazwany BladeRunner pozwolił zobrazować fragmenty mechanizmu w 3D. Co więcej w Muzeum odnalazł się kolejny, nowy fragment (F).

Tym razem udało się odczytać ponad 2 tys. zna­ków. Jako pierwszy odczytali wyraz znajdujący się w tylnej górnej części mechanizmu – eukilil (spirala), a następnie część zdania: dzieli spiralę na 235 sekcji. Potwierdzało to, że tarcza ta była spiralą. Odczytano także kolejny znak zodiaku (skor­piona) i kilka dodatkowych liter z parapegmy oraz fragmenty tekstu na plakietce na „drzwiczkach”. Terminy takie jak perforacje, mała złota sfera i mała sfera oraz liczby 19, 76, 223.

Bardzo ciekawy był napis odczytany w tylnej dolnej części tarczy, słowo Hispania – prawdopo­dobnie najwcześniej znane odwołanie do Hiszpanii. Podczas badań potwierdzono interpretację Wrighta o przekładni, która poruszała Słońce i Księżyc zgodnie z cyklem Metona i okresem Kalliposa.

Nowo odnaleziony fragment (F) okazał się po­chodzić z dolnego prawego rogu mechanizmu. Dzięki niemu można było potwierdzić, że skala dzieliła się na 223 części, a na jej powierzchni wyżłobiony w od­stępach co 1, 5 i 6 miesięcy był tekst w formie glifów (termin z j. grec. określający znaki pisarskie).

W koncepcji Freetha mechanizm z Antykithyry służył do wyliczania czasów zaćmień Słońca i Księ­życa. Aby dopasować prędkość obrotów talerza do zmieniającej się elipsy i oddać pozorne kołysanie się Księżyca (tzw. libracje), wykorzystano przekładnie zębate w talerzu z 223 zębami i dwóch kołach z 53 zębami. Odkrycie to było niesłychane, jako że wiedza na temat niejednostajnego ruchu Księżyca pochodzi dopiero z XVII w.

Podsumowanie pierwszych badań „nowego zespołu” ukazało się w listopadzie 2006 r. Na­stępnie, podczas konferencji na temat Mechani­zmu z Antykithyry zorganizowanej w Atenach, spotkali się Freeth i Wright. Nie byli oni zgodni we wszystkich swoich tłumaczeniach odnośnie działania mechanizmu. Niewątpliwie, badania tego pierwszego niesłychanie posunęły wiedzę na temat tego tajemniczego znaleziska do przodu, jednak wydaje się, iż w niektórych kwestiach rację miał jego poprzednik. Badania zespołu Freetha nadal trwają, swoje prace kontynuuje także Michael Wright. Być może najbliższa przyszłość przyniesie nowe informacje na ten temat.

Tymczasem już teraz możemy stwierdzić, że mechanizm ten pozwolił nam na nowo spojrzeć na starożytnych Greków. Nie jedynie jako znakomitych artystów, filozofów i twórców demokracji, ale tak­że matematyków, astronomów i wynalazców.

---